Тепловая схема турбоустановки Т-110/120-130-4, основные элементы и их назначение в составе установки. Система регулирования уровня в конденсаторе, страница 9

давление: , МПа;

температура: , ⁰С; (378, ⁰K)

Нагреваемая среда: водопроводная вода

Расход:, т/час; (, кг/сек);

Давление: , МПа;

Температура (начальная): ,⁰С; (298, ⁰K)

Температура (конечная): ,⁰С; (333, ⁰K)

Потеря теплоты поверхностью теплообменного аппарата:

Решение

Уравнение теплового баланса:

.

Следовательно, температура сетевой воды на выходе из теплообменника

.

,

, ⁰K

Для решения данной задачи, можно воспользоваться методом эксергетических потоков.

Эксергический кпд теплообменного аппарата определяется отношением суммы эксергий потоков теплоты входящих в теплообменный аппарат, к сумме эксергий потоков теплоты выходящих из теплообменного аппарата

.

Эксергия потока теплоты

.

Таким образом, можно определить эксергию всех потоков теплоты входящих и выходящих из теплообменного аппарата, для температуры окружающей среды, ⁰K.

Эксергия сетевой воды на входе в теплообменный аппарат:

,

,

если считать что теплоемкость не зависит от температуры, тогда

,

Следовательно, эксергия сетевой воды на входе в теплообменный аппарат,

 .

.

, кВт

Аналогично, эксергия сетевой воды на выходе из теплообменного аппарата

.

, кВт

Эксергия водопроводной воды на входе в теплообменный аппарат,

,

, кВт

Эксергия водопроводной воды на выходе из теплообменного аппарата,

,

, кВт

Сумма эксергий тепловых потоков на входе в теплообменный аппарат:

.

, кВт

Сумма эксергий тепловых потоков на выходе из теплообменного аппарата:

, кВт

Эксергетический кпд теплообменного аппарата:

,

Эксергетический кпд теплообменного аппарата, при температуре окружающей среды 20 ⁰С 55.4 %.

8. СИСТЕМА РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ В КОНДЕНСАТОРЕ. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА САР. ТИП РЕГУЛЯТОРА. ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ САР

Уровень конденсата в конденсаторе, должен поддерживаться постоянным, независимо от расхода пара на турбину, что необходимо, для обеспечения нормального процесса конденсации, и нормальной работы конденсационных насосов.

Конденсатор можно рассматривать как гидравлическую емкость,

Регулируемый параметр: ,

где - расход пара в конденсатор.

При малых паровых нагрузках конденсатора, часть конденсата возвращается в конденсатор, по линии рециркуляции конденсата.

Таким образом, ,

где - расход конденсата в конденсатор

Регулирование уровня конденсата осуществляется, путем воздействия на регулирующий клапан, и клапан на линии рециркуляции конденсата. 

Полностью закрытый регулирующий клапан, обеспечивает минимальный пропуск конденсата в систему регенерации.

Принципиальная схема регулирования уровня в конденсаторе турбины

Функциональная схема регулирования уровня в конденсаторе турбины

Принцип действия САР

Пусть система находится в равновесии, т.е. расход пара в конденсатор постоянный, уровень конденсата в конденсаторе постоянный, гидростатическое давление столба конденсата , пропорционально гидростатическому давлению эталонного водяного столба , сервомеханизм, исполнительный механизм и, следовательно, клапан находятся в каком-то положении и неподвижны.

Пусть нагрузка на турбину уменьшилась, следовательно, уменьшился расход пара в конденсатор, тогда уменьшился уровень конденсата в конденсаторе, поскольку производительность конденсатных насосов осталась прежней. Теперь гидростатическое давление столба конденсата, уменьшилось и не соответствует, гидростатическому давлению эталонного водяного столба. Сигнал рассогласования , преобразуется датчиком в сигнал удобный для дальнейшей обработки, и поступает на вход сервомеханизма (или электронного устройства). Исполнительный механизм, управляемый сервомеханизмом, изменяет положение регулирующего клапана, уменьшая расход конденсата, и приоткрывает клапан обвода конденсата, тем самым увеличивает расход конденсата через линию рециркуляции. Таким образом, расход конденсата в конденсатор изменяется прямо пропорционально сигналу рассогласования, и уровень конденсата поднимается, .

При данной конструкции новое равновесное состояние системы наступит только лишь при прежнем значении гидростатического давления, т.е. при прежнем значении уровня конденсата, но при новом положении исполнительного механизма и новом расходе конденсата. С целью введения статизма в систему была введена МООЖС (механическая, или электрическая) по положению исполнительного механизма.

Таким образом, получен статический регулятор, непрямого действия, с жесткой кинематической связью.